Vingeseil til turbåter

Hvis et vingeseil kan få en ekstrem flerskrogsbåt til å fly, kan det vel også få en ganske alminnelig seilbåt til å seile mer effektivt enn med en vanlig mast? Den veldig enkle tanken er det mange designere og utviklere rundt om i verden som har tenkt, og nå blir det satt handling bak ordene: Det testes og bygges på livet løs, og interessante resultater er allerede dokumentert. Kanskje er tiden moden for at vingeseil-teknologi kan få et gjennombrudd – også til bruk i helt vanlige seilbåter?

100 år gammel idé

At vingeseil kan levere større fremdrift, eller mer presist «løft», når store luftmasser presses raskt forbi en riktig utformet profil, er ikke noe nytt. At det kan måles en mindre, men likevel betydelig fordel ved lavere fart er heller ikke noen revolusjonerende nyhet. Allerede for hundre år siden ble det første patentet på et vingeseil tatt. Det var den amerikanske designeren Francis Herreshoff som oppfant en rigg hvor både fokk og storseil besto av dobbelte flater, fastgjort på hver sin side av en roterende mast. Senere har en hel flokk mer

Hjemmebygger-miljø

De fleste av disse båtene er mer eller mindre hjemmebygde, eller i hvert fall «hjemmeriggete» langturbåter, bemannet med «nerder» som har brukt år av sitt liv på å utvikle riggtyper som er helt eller delvis baserte på vinge-elementer. Spesielt har mange av dem forsøkt seg med løsninger på basis av den tradisjonelle, kinesiske djunke-riggen. En del av disse seilerne har hatt god hjelp av en bakgrunn som profesjonelle designere eller teknikere, og de har virkelig gjort fremskritt. Mye av dagens kompetanse på feltet stammer faktisk fra dette «low-budget» hjemmebygger-miljøet.

Den store utfordringen har ikke vært å bygge en rigg basert på vingeseil-teknologi som er mer effektiv og leverer mer fremdrift enn den tradisjonelle bermuda-riggen. Det er ikke særlig vanskelig hvis man har penger nok – kompetansen og teknologien har eksistert i generasjoner. Helt siden slutten av 1960-årene har seilbåter med vingeseil satt stadig nye fartsrekorder. En annen gruppe som var tidlig ute med forstadiet til vingeseil, var brettseilerne. De har brukt seil med «camber» og bred topp siden 1980-årene. I forrige America’s Cup tok det helt av. Da fikk et bredt publikum virkelig sett hva vingeseil kan, når teknologien blir tatt helt ut til grensene.

Når det gjelder turbåter, handler det ikke om fart. Den store utfordringen består i å bygge noe som kan håndteres lett om bord i en turbåt – en rigg som er både praktisk å bruke og billig nok å produsere, til at det kan konkurrere med de velkjente aluminium-mastene med trekantete seil. Å seile er for de fleste av oss en temmelig lavpraktisk affære – seilføringen må være lett å håndtere til sjøs og lett å rigge opp og ned. Det aspektet er minst like viktig for turseilere, som en eventuell fartsgevinst. Så det er her kampen nå står, om å komme på markedet med et produkt som har livets rett.

Det vil helt sikkert bli snakk om et «mykt» vingeseil, selv om det harde vingeseilet er mer effektivt. Harde vingeseil er svært vanskelige å bygge på en måte som også gjør dem praktiske. Myke vingeseil kan reves, det er lett å slippe overskuddskraft ut av dem og slag og jibber er lettere å utføre.

Et fjell av fordommer

Ennå er det ikke noen som har hatt suksess med en egentlig serieproduksjon av vingeseil til et bredt publikum - annet enn ganske kortvarig. Det britiske Walker Wingsail-prosjekt fikk mye omtale i 1990-årene, og løsningen hadde faktisk gode resultater å vise til. Det australske AWS-prosjektet (Advanced Wingsail Systems) var også en stor satsing med seriøse testresultater og et interessant produkt. De seneste 10-12 årene har en israelsk tidligere jagerpilot, Ilan Gonen, jobbet med sitt Omer Wing Sail. Han har også påvist klare fordeler, både hva angår effekt og håndtering.

Alle disse prosjektene har imidlertid hatt problemer med å oppnå anerkjennelse og tilslutning i større stil til tross for at resultatene har vært velkjente og dokumenterte. Som så ofte når det gjelder nytenkning, har det vært et stort fjell av fordommer som skulle bestiges.

Beneteau på banen

Forrige America’s Cup fikk snøballen til å rulle for alvor. Beneteau, verdens største båtprodusent, er nå langt fremme med et prosjekt de kaller «Magic Wing». De har en strategi som går ut på å øke rekrutteringen til seilsporten, og hvis det skal lykkes, må det helt overordnet bli lettere å seile. Det er for eksempel i den sammenhengen de har lansert «Dock & Go», et system med dreibart seildrev og baugpropell, hvor man kan legge til og ved hjelp av en joystick.

På samme måte er målsettingen med det nye vingeseilet primært å gjøre det lettere å seile. I følge Bruno Belmont fra Beneteau handler det ikke om å bygge båter som seiler raskere – men om å finne en løsning som gjør det lettere å seile. Riggen skal imidlertid ha en ytelse som er minst like god som den vi kjenner fra de tradisjonelle Bermuda-riggene.

Å utvikle et slikt produkt «nøkkelferdig» ville ha tatt mange år dersom man hadde vært nødt til å gjøre hele jobben fra start. Men Beneteau har skaffet seg uvurderlig viten gjennom samarbeidet med et medlem av hjemmebygger-miljøet som finnes i langtur-kretser, og som har jobbet med dette emnet i mange år.

Guy Beaup har selv bygd en cruising-vingerigg og har seilt jorden rundt med den. I alt har skonnerten hans, «Matin Bleu», tilbakelagt omkring 60 000 nautiske mil – med vingeseil. Når de første, sammenlignende prøveseilasene Beneteau har foretatt allerede nå viser en seier til det nye vingeseilet, og et kommersielt produkt formodentlig bare er et par år ute i horisonten, skyldes det altså kjøpet av et allerede eksisterende patent.

Mer frem, mindre til siden

Vingeseilet seiler høyere til vinden og på kryss og slør er det påviselig raskere – så lenge det ganske fintfølende profilet innstilles riktig. Samtidig blir det generert mindre sidekrefter, og dermed færre belastninger som overføres til rigg og båt. Seilarealet er noe mindre enn det er på en bermudarigg, så foreløpig har det vært vanskelig å oppnå bedre resultater på lens. Her vil en klassisk spinnaker ha en fordel, med sitt store areal og dype fasong.

Med et vingeseil vil man typisk seile lens med profilen sluppet ut foran båten – det vil si «negativt» slik Laser-seilere i et visst omfang gjør det i dag. Det sikrer en laminær luftstrøm, selv på en veldig dyp kurs. Enkelte vingeseil-projekter, som for eksempel slovenske Seascapes vingeseil-satsning, supplerer for tiden med tradisjonelle seil som fokk og gennaker, for å sikre en bedre ytelse på alle vindvinkler.

Men én ting er fart og effektivitet. Vingeseilet er satt på et frittstående masterør, eller «A-frame» (et stativ som holder selve seilet oppe). Den løsningen betyr samtidig et farvel til vant og stag med dertil hørende røstjern, strekkfisker, toggles og alle de andre stumpene som holder en tradisjonell rigg oppe. Det er med andre ord en langt enklere rigg, og kanskje, på lengre sikt, også billigere.

Vingeseilet har dessuten en seksjon som stikker ut foran dreiepunktet. Den kan vinkles etter vinden, og dette er selvfølgelig en viktig del av den effektive profilen i et vingeseil. En heldig bieffekt er at den fremre seksjonen bremser seilet effektivt under jibb. Det velkjente, og med gode grunner fryktede, smellet når bommen kommer farende, er noe man kan vinke farvel til. Her kommer seilet rolig og kontrollert over på motsatt halser. I tillegg er det langt mindre liner og skjøter å håndtere – stort sett er det bare å legge roret over. Resten går av sig selv.

Når det gjelder reve-løsninger, finnes det flere systemer. Som regel handler det om å senke en eller flere av de horisontale seksjonene, som seilet består av. Byger og vindkast kan imidlertid håndteres ved å fristille riggen slik at den står mer eller mindre nøytralt. Da vil den fjære fritt og ikke belaste båten med noen nevneverdige sidekrefter.

Ny båt-design på vei

Hvis vingeseilet får et seriøst gjennombrudd i kommende år, vil det få store konsekvenser. Ikke bare vil det bli mulig å tiltrekke nye seilere som lettere kan håndtere og seile båten. Båtene vil også måtte konstrueres og bygges annerledes. De belastningene som en tradisjonell rigg utøver på skroget, vil i høy grad forsvinne. Det frittstående vingeseilet har bare to stresspunkter; mastefoten og den kraven hvor masterøret går opp gjennom dekk/overbygning.

Disse stresspunktene må selvfølgelig dimensjoneres til formålet, men ellers er designet fritt. Det betyr at fremtidens seilbåter vil kunne bygges enklere, lettere og dermed både billigere og raskere. Dekks- og cockpit-layout kan se helt annerledes ut, nå hvor det ikke skal beslag, vinsjer, røstjern og forsterkninger til i samme omfang som tidligere.

Alt dette krever dog at publikum – vi seilere – er i stand til å ta den nye utviklingen til oss.

Derfor er vingeseil effektive

Trekantede seil, holdt oppe av en staget rigg med en stor kompresjon ned i bunnen av båten og store belastninger på røstjern og andre fester, er på mange måter en temmelig mangelfull løsning. Bermuda-riggen er kompleks og dyr og egentlig temmelig ineffektiv. Trekant-formen på seilene skaper mye indusert «drag» – kort sagt motstand. Det senker effektiviteten drastisk. Ingen andre vinge-plan har denne formen, hverken i naturen eller i andre former for menneskeskapt aktivitet - eksempelvis i luftfarten.

Ellipseformen, som vi kjenner fra moderne storseil med stor kappe, er langt mindre plaget av «drag» og «vortex», og det er også den formen vi ser hos fugler, insekter og ikke minst fly. Bare formen på vingeseilets er med andre ord en betydelig forbedring. Men det er flere effekter på spill:

Seilets angrepsvinkel er den vinkelen som oppstår mellom relativ vindretning og en linje trukket mellom seilets forkant og akterkant. I en tradisjonell Bermuda-rigg er denne angrepsvinkelen som regel minst 20 grader. I et vingeseil opererer man gjerne med ca. 10 grader. Det betyr ikke bare bedre høyde på kryss, det betyr også at en større andel av de kreftene som blir generert i seilet, rettes forover i stedet for sidelengs. Det gjelder også på mer åpne kurser, det vil si slør.

Det er med andre ord snakk om en riggtype som produserer mindre sidekrefter og mer fremdrift. Riggen kan designes med en presis profil både i inngang og utgang, og man kan regne med at den holder formen under seilas - noe som ikke alltid er tilfellet med tradisjonelle seil.

Problemet med vingeseil i praksis er ofte at de krever en presis innstilling for å fungere godt, og det er ikke så lett å se på seilet når det er satt korrekt. Men når det lykkes, enten manuelt eller ved hjelp av automatiske løsninger, har man en båt som seiler raskere og som krenger mindre enn båter med en tradisjonell rigg.

På lens er imidlertid effekten ikke så god, med mindre det er snakk om en båt som seiler veldig fort, og derfor har en relativ vindvinkel som er forenom for tvers, selv med sann vind rett aktenifra. Tradisjonelle båttyper kan derfor få bruk for å supplere med gennaker/spinnaker i lett vind.

SEASCAPE BRINGER UTVIKLINGEN VIDERE

Andraz Mihelin står bak Seascape-verftet, og med sin bakgrunn fra profesjonell soloseiling er han ikke redd for å gå nye veier. 

Seascape har inngått et samarbeid med et eksisterende vingseilprosjekt – Omer Wing Sail – igangsatt av den israelske jagerpiloten Ilan Gonen. Planen er å videreutvikle konseptet i et samarbeid og forhåpentlig ende opp med et kommersielt produkt som kan kjøpes og installeres i vanlige, serieproduserte seilbåter. 

Systemet benytter myke seil som er spent opp på et rammeverk av karbonfiber. En frontseksjon og en akterseksjon kan vinkles innbyrdes, og begge seksjonene kan heises og senkes på samme måte som vanlige seil. 

Seascape 18 er en entypeklasse i Middelhavet, og i regatta-serien der hadde verftet påmeldt en båt med vingeseil. Den har konkurrert på like vilkår med de øvrige. 

Mihelin forteller at de har lært en masse underveis i forløpet, og at båten med vingeseil etter hvert var med i toppen av feltet hele tiden. Vingen staller lett, og man skal lære å seile med den – men når den er satt riktig, gikk båten merkbart fortere og høyere til vinden enn konkurrentene.